[发明专利]基于RANSAC的便携式激光扫描测量臂手眼标定方法

摘要

本发明提供了一种将现有手眼标定方法与随机采样一致性算法(RANSAC，Random Sample Consensus)结合的新的手眼标定方法，能有效地解决标定数据的筛选问题并同时提高手眼标定算法的精度和鲁棒性；包括以下步骤：设定数据筛选原则，综合考虑关节臂末端相对运动旋转轴之间的夹角和测量臂与扫描测头相对运动的旋转角差值两因素；利用RANSAC算法对标定数据进行阈值自适应预筛选；利用现有的手眼标定算法对筛选后的标定数据进行估计；其中通过增大机器人手臂末端执行器两次相对运动旋转轴之间的夹角∠(k_Aij,k_Ajk)，增大机器人手臂末端执行器与摄像机坐标系相对运动的旋转角度误差Δθ可实现提高手眼标定方程中旋转矩阵求解精度。

主权项

1.一种基于RANSAC的便携式激光扫描测量臂手眼标定方法，将现有手眼标定方法与随机采样一致性算法结合的新的手眼标定方法，包括以下步骤：设定数据筛选原则，综合考虑关节臂末端相对运动旋转轴之间的夹角和测量臂与扫描测头相对运动的旋转角差值两因素；利用RANSAC算法对标定数据进行阈值自适应预筛选；利用现有的手眼标定算法对筛选后的标定数据进行估计；所述的阈值自适应的数据筛选方法的基本步骤如下：I.对旋转矩阵的旋转角进行预筛选，旋转角接近0°或180°，不满足罗德里格旋转角特性，旋转轴具有歧义性；II.设置初始内点比例ω0和初始抽样次数K0，其中，ω0＝n0/N，K0＝logz/log(1‑ω2)，z为K0次抽样均为坏样本的概率，N为I预筛选后的数集空间点总数，n0为初始内点个数，ω为旋转角的角速度；III.任意抽取两次相对运动i,j，计算旋转轴ri,rj的夹角θij，使夹角满足条件：90°‑θt＜θij＜90°+θt，θt为角度阈值，测量臂两次相对运动旋转轴之间的最优夹角为90°，根据该原则筛选出符合条件的点，通过数据筛选更新内点比例ωi，若ωi>ω0，则ω0＝ωi，并更新K0；IV.更新内点个数n0，判断内点个数是否满足实验预设个数，其中预设个数设定为15，若n0<15，则更新筛选阈值θt，θt＝θt+1；V.判断抽样次数是否超过K0，若超过则停止抽样，否则，返回III。